光伏逆变器功能特点和主要技术参数说明

光伏逆变器功能特点和主要技术参数说明

将直流电能变换成为交流电能的过程称为逆变，完成逆变功能的电路称为逆变电路，而实现逆变过程的装置称为逆变器或逆变设备。太阳能光伏系统中使用的逆变器是一种将太阳能电池产生的直流电能转换为交流电能的转换装置。它使转换后的交流电的电压、频率与电力系统交流电的电压、频率相一致，以满足为各种交流用电装置、设备供电及并网发电的需要，它是光伏系统的大脑。

1.离网逆变器的主要特点

(1)采用16位单片机或32位DSP微处理器进行控制；

(2)太阳能充电采用PWM控制模式，大大提高了充电效率；

(3)采用数码或液晶显示各种运行参数，可灵活设置各种定值参数；

(4)方波、修正波、正弦波输出。纯正弦波输出时，波形失真率一般小于5%；

(5)稳压精度高，额定负载状态下，输出精度一般不大于±3%；

(6)具有缓启动功能，避免对蓄电池和负载的大电流冲击；

(7)高频变压器隔离，体积小、重量轻；

(8)配备标准的RS232/485通信接口，便于远程通信和控制；

(9)可在海拔5500m以上的环境中使用。适应环境温度范围为-20～50℃；

(10)具有输入接反保护、输入欠压保护、输入过压保护、输出过压保护、输出过载保护、输出短路保护、过热保护等多种保护功能。

2.并网型逆变器主要性能特点

(1)功率开关器件采用新型IPM模块，大大提高系统效率；

(2)采用MPPT自寻优技术实现太阳能电池最大功率跟踪，最大限度地提高系统的发电量；

(3)液晶显示各种运行参数，人性化界面，可通过按键灵活设置各种运行参数；

(4)设置有多种通信接口可以选择，可方便地实现上位机监控（上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，屏幕上显示各种信号变化如电压、电流、水位、温度、光伏发电量等）；

(5)具有完善的保护电路，系统可靠性高；

(6)具有较宽的直流电压输入范围；

(7)可实现多台逆变器并联组合运行，简化光伏发电站设计，使系统能够平滑扩容；

(8)具有电网保护装置，具有防孤岛保护功能。

二、光伏逆变器的主要技术参数

1．额定输出电压

光伏逆变器在规定的输入直流电压允许的波动范围内，应能输出额定的电压值，一般

在额定输出电压为单相220V和三相380V时，电压波动偏差有如下规定；

(1)在稳定状态运行时，一般要求电压波动偏差不超过额定值的±5%；

(2)在负载突变时．电压偏差不超过额定值的±l0%；

(3)在正常工作条件下，逆变器输出的三相电压不平衡度不应超过8%；

(4)输出的电压波形（正弦波）失真度一般要求不超过5%；

(5)逆变器输出交流电压的频率在正常工作条件下其偏差应在1%以内。GB/T19064-2003规定的输出电压频率应在49～51Hz之间；

2．负载功率因数

负载功率因数大小表示了逆变器带感性负载的能力，在正弦波条件下负载功率因数为0.7～0.9。

3．额定输出电流和额定输出容量

额定输出电流是表示在规定的负载功率因数范围内逆变器的额定输出电流，单位为A;额定输出容量是指当输出功率因数为l（即纯电阻性负载）时，逆变器额定输出电压和额定输出电流的乘积，单位是kV A或kW。

4．额定输出效率

额定输出效率是指在规定的工作条件下，输出功率与输入功率之比，通常应在70%以上。逆变器的效率会随着负载的大小而改变，当负载率低于20%和高于80%时，效率要低一些。标准规定逆变器的输出功率在大于等于额定功率的75%时，效率应大于等于80%。

5．过载能力

过载能力是要求逆变器在特定的输出功率条件下能持续工作一定的时间，其标准规定如下。

(1)输入电压与输出功率为额定值时，逆变器应连续可靠工作4h以上。

(2)输入电压与输出功率为额定值的125%时，逆变器应连续可靠工作1min以上。

(3)输入电压与输出功率为额定值的150%时，逆变器应连续可靠工作l0s以上。

6．额定直流输入电压

额定直流输入电压是指光伏发电系统中输入逆变器的直流电压，小功率逆变器输入电压一般为12V和24V，中、大功率逆变器电压有24V、48V、110V、220V和500V等。

7．额定直流输入电流

额定直流输入电流是指太阳能光伏发电系统为逆变器提供的额定直流工作电流。

8．直流电压输入范围

光伏逆变器直流输入电压允许在额定直流输入电压的90%～120%范围内变化，而不影响输出电压的变化。

9．使用环境条件

(1)工作温度。逆变器功率器件的工作温度直接影响到逆变器的输出电压、波形、频率、

相位等许多重要特性，而工作温度又与环境温度、海拔高度、相对湿度以及工作状态有关。

(2)工作环境。对于高频高压型逆变器，其工作特性和工作环境、工作状态有关。在高海拔地区，空气稀薄，容易出现电极间放电，影响工作。在高湿度地区则容易结露，造成局部短路。因此逆变器都规定了适用的工作范围。

光伏逆变器的正常使用条件为：环境温度-20～+50℃，海拔≤5500m，相对湿度≤93%，且无凝露。当工作环境和工作温度超出上述范围时，要考虑降低容量使用或重新设计定制。

10.电磁干扰和噪声

逆变器中的开关电路极容易产生电磁干扰，容易在铁芯变压器上因振动而产生噪声。因而在设计和制造中都必须控制电磁干扰和噪声指标，使之满足有关标准和用户的要求。其噪声要求是：当输入电压为额定值时，在设备高度的1/2、正面距离为3m处用声级计分别测量50%额定负载和满载时的噪声应小于等于65dB。

11．保护功能

太阳能光伏发电系统应该具有较高的可靠性和安全性，作为光伏发电系统重要组成部分的逆变器应具有如下保护功能。

(1)欠压保护。当输入电压低于规定的欠压断开(LVD)值时，逆变器应能自动关机保护。

(2)过电流保护。当工作电流超过额定值的150%时，逆变器应能自动保护。当电流恢复正常后，设备又能正常工作。

(3)短路保护。当逆变器输出短路时，应具有短路保护措施。短路排除后，设备应能正常工作。

(4)极性反接保护。逆变器的正极输入端与负极输入端反接时，逆变器应能自动保护。待极性正接后，设备应能正常工作。

(5)雷电保护。逆变器应具有雷电保护功能，其防雷器件的技术指标应能保证吸收预期的冲击能量。

12.安全性能要求

(1)绝缘电阻。逆变器直流输入与机壳间的绝缘电阻应大于等于50M Q，逆变器交流输出与机壳间的绝缘电阻应大于等于50M Q。

(2)绝缘强度。逆变器的直流输入与机壳间应能承受频率为50Hz、正弦波交流电压为500V、历时1min的绝缘强度试验，无击穿或飞弧现象。逆变器交流输出与机壳间应能承受频率为50Hz，正弦波交流电压为1500V，历时1min的绝缘强度试验，无击穿或飞弧现象。

13.输出电压稳定度

输出电压稳定度表征逆变器输出电压的稳压能力。多数逆变器产品给出的是输入直流电压在允许波动范围内该逆变器输出电压的偏差％，通常称为电压调整率。高性能的逆变器应同时给出当负载由0％～100％变化时，该逆变器输出电压的偏差，通常称为负载调整率。

性能良好的逆变器的电压调整率应≤±３％，负载调整率应≤±６％。

14.整机效率

表征逆变器自身功率损耗的大小，通常以％表示。容量较大的逆变器还应给出满负荷效率值和低负荷效率值。KW级以下逆变器的效率应为80％～85％，10KW级逆变器的效率应为85％～90％。逆变器效率的高低对光伏发电系统提高有效发电量和降低发电成本有重要影响。

15.起动性能

逆变器应保证在额定负载下可靠起动。高性能的逆变器可做到连续多次满负荷起动而不损坏功率器件。小型逆变器为了自身安全，有时采用软起动或限流起动。

对于大功率光伏发电系统和联网型光伏发电系统逆变器的波形失真度和噪声水平等技术性能也十分重要。

下表是CPPV-N0600SB型逆变器技术参数。